《Scientific Reports》:PVA and PVP nanofibers combined with Helichrysum italicum oil preserve skin cell interactions, elasticity and proliferation
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为解决皮肤伤口愈合问题,研究人员开展了聚醋酸乙烯酯(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)联合意大利蜡菊油(HO)在伤口愈合中应用的研究。结果表明,该组合能促进角质形成细胞(HaCaT)增殖和迁移,增加 Occludin(OCLN)表达,调节炎症相关基因,对皮肤修复意义重大。
皮肤作为人体最大的器官,像一道坚固的防线,保护着我们免受外界各种有害物质的侵袭。然而,日常生活中,割伤、擦伤、烧伤等意外情况时有发生,导致皮肤受损。这些伤口不仅影响美观,还可能引发感染,严重时甚至会威胁生命健康。传统的伤口治疗方法在促进伤口愈合、减少疤痕形成等方面存在一定的局限性,因此,寻找更有效的伤口治疗手段迫在眉睫。
来自意大利萨萨里大学、捷克技术大学等多个研究机构的研究人员,针对这一问题展开了深入研究。他们将目光聚焦于聚醋酸乙烯酯(Polyvinyl acetate,PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)纳米纤维与意大利蜡菊油(Helichrysum italicum oil,HO)的组合,探究其在皮肤伤口愈合过程中的作用。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下关键技术方法:一是通过静电纺丝法制备 PVA 和 PVP 纳米纤维,并与 HO 结合;二是采用划痕实验模拟皮肤损伤,观察细胞迁移情况;三是利用 MTT 法和 BrdU 法分别评估细胞活力和增殖能力;四是运用免疫染色技术检测 Occludin(OCLN)的表达;五是借助原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)分析细胞弹性;六是使用基因表达分析技术检测相关基因的表达水平。
研究结果如下:
- 细胞活力和增殖:通过 MTT 法和 BrdU 法检测发现,与未处理的对照组相比,经 PVA1% 或 PVP1% 处理的人皮肤角质形成细胞(HaCaT)在划痕实验 24 小时后,细胞活力显著增加,其中 PVP1% 处理组细胞增殖明显提升,PVA1% 处理组细胞增殖也有一定程度的增加。
- 细胞迁移:划痕实验结果显示,在光学显微镜下观察,PVA1% 和 PVP1% 处理组的 HaCaT 细胞在划痕 24 小时后的迁移能力增强,伤口处迁移的细胞数量明显多于对照组。
- Occludin 表达:免疫染色分析表明,PVA1% 和 PVP1% 处理均能增加 HaCaT 细胞中 Occludin 在细胞核水平的表达。PVA1% 处理组中,所有分析细胞的 OCLN 表达增加都很明显;而 PVP1% 处理组中,这种增加主要集中在划痕区域附近。
- 细胞弹性:AFM 分析结果显示,PVA1% 处理组在细胞外层(Y1)的表观杨氏模量略有下降(虽无统计学意义,p = 0.08),在细胞内层(Y2)的表观杨氏模量显著下降(p<0.01),表明 PVA1% 使细胞核和核周区域明显软化;PVP1% 处理组与对照组相比,内外层均未观察到明显变化。
- 炎症相关基因调节:基因表达分析发现,PVA1% 和 PVP1% 处理 24 小时后,HaCaT 细胞中白细胞介素 8(Interleukin 8,IL-8)和白细胞介素 1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)的 mRNA 水平显著上调。
在讨论部分,研究人员指出,生物材料在伤口愈合领域具有广阔的应用前景。皮肤修复是一个复杂的过程,涉及多种细胞类型和分子机制,紧密连接(Tight junctions,TJs)在维持皮肤完整性和伤口愈合中起着关键作用。OCLN 作为 TJs 的重要组成部分,其表达变化影响表皮通透性。本研究中,PVA1% 和 PVP1% 处理增加了 OCLN 的表达,这可能与细胞增殖和伤口愈合过程相关。同时,PVA1% 诱导的细胞弹性变化可能与细胞骨架提供的结构支持有关,而两种处理对炎症相关基因的调节也表明其在伤口愈合早期阶段的重要作用。
综上所述,该研究表明 PVA 和 PVP 纳米纤维联合 HO 在促进皮肤伤口愈合方面具有巨大潜力。它们能够促进细胞增殖和迁移,调节炎症反应,增加 OCLN 表达,改善细胞弹性,为皮肤伤口愈合提供了新的治疗策略。这一研究成果为开发新型伤口敷料和皮肤修复产品奠定了理论基础,有望在未来临床实践中得到广泛应用,为皮肤损伤患者带来新的希望。
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